RU203930U1 - Distance protection device - Google Patents
Distance protection device Download PDFInfo
- Publication number
- RU203930U1 RU203930U1 RU2020137512U RU2020137512U RU203930U1 RU 203930 U1 RU203930 U1 RU 203930U1 RU 2020137512 U RU2020137512 U RU 2020137512U RU 2020137512 U RU2020137512 U RU 2020137512U RU 203930 U1 RU203930 U1 RU 203930U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- unit
- short circuit
- model
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области электротехники и электроэнергетики, в частности к средствам релейной защиты электрических сетей. Целью предложенной полезной модели является создание устройства, реализующего дистанционный принцип защиты более полно и более точно. Устройство дистанционной защиты содержит датчики тока и напряжения, блок управления выключателем, первый и второй блоки моделирования короткого замыкания, блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом первой модели короткого замыкания, второй вход блока сравнения соединен с выходом второй модели короткого замыкания, дополнительно снабжено блоком регистрации, дистанционным органом, блоком отсчета выдержки времени, блоком индикации, первый вход блока регистрации соединен с выходом датчика тока, второй вход блока регистрации соединен с выходом датчика напряжения, выход блока регистрации соединен со входами первого и второго блоков моделирования короткого замыкания, вход дистанционного органа соединен с выходом блока сравнения, первый выход дистанционного органа подключен ко входу блока отсчета выдержки времени, второй выход подключен ко входу блока индикации, выход блока отсчета выдержки времени подключен ко входу блока управления выключателем. 2 ил.The utility model relates to the field of electrical engineering and electric power engineering, in particular to the means of relay protection of electrical networks. The purpose of the proposed utility model is to create a device that implements the distance protection principle more fully and more accurately. The distance protection device contains current and voltage sensors, a circuit breaker control unit, the first and second blocks for short circuit simulation, a comparison block, the first input of which is connected to the output of the first short circuit model, the second input of the comparison block is connected to the output of the second short circuit model, and is additionally equipped with a block registration unit, a remote body, a time delay counting unit, an indication unit, the first input of the recording unit is connected to the output of the current sensor, the second input of the recording unit is connected to the output of the voltage sensor, the output of the recording unit is connected to the inputs of the first and second short circuit simulation units, the input of the remote organ is connected to the output of the comparison unit, the first output of the remote organ is connected to the input of the time delay counting unit, the second output is connected to the input of the display unit, the output of the time delay counting unit is connected to the input of the switch control unit. 2 ill.
Description
Полезная модель относится к области электротехники и электроэнергетики, в частности к средствам релейной защиты электрических сетей.The utility model relates to the field of electrical engineering and electric power engineering, in particular to the means of relay protection of electrical networks.
Широко известно устройство дистанционной защиты [1], в котором расстояние до места повреждения определяется с помощью реле сопротивления по косвенному принципу - изменению сопротивления контура короткого замыкания, вычисляемого по сигналам трансформаторов тока и трансформаторов напряжения. Устройство защиты формирует команду на отключение линии при попадании вектора сопротивления в определенную зону (область характеристики срабатывания) на комплексной плоскости.A distance protection device is widely known [1], in which the distance to the fault location is determined using a resistance relay according to an indirect principle - a change in the resistance of a short circuit, calculated from the signals of current transformers and voltage transformers. The protection device generates a command to disconnect the line when the resistance vector enters a certain zone (area of the response characteristic) on the complex plane.
Данный подход предполагает стационарность контролируемого режима, и потому в условиях переходных процессов погрешность определения удаленности замыкания значительно возрастает.This approach assumes the stationarity of the controlled mode, and therefore, under conditions of transient processes, the error in determining the distance of the closure increases significantly.
Кроме этого, вектор измеренного сопротивления может попадать в зону срабатывания дистанционной защиты при некоторых нагрузочных режимах (например, при пуске крупного асинхронного электродвигателя) и при наличии некоторых видов переходного сопротивления в месте повреждения. Эти факторы снижают точность измерения удаленности точки короткого замыкания и, следовательно, снижают степень селективности защиты.In addition, the measured resistance vector may fall into the distance protection operation zone under certain load modes (for example, when starting a large asynchronous electric motor) and in the presence of some types of transient resistance at the point of damage. These factors reduce the accuracy of measuring the distance of the short-circuit point and, therefore, reduce the degree of selectivity of protection.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является решение, выбранное в качестве прототипа [2]. Устройство-прототип содержит датчики тока и напряжения, блок управления выключателем, первый и второй блоки моделирования короткого замыкания, блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом первой модели короткого замыкания, второй вход блока сравнения соединен с выходом второй модели короткого замыкания.The closest in technical essence to the claimed device is the solution chosen as a prototype [2]. The prototype device contains current and voltage sensors, a circuit breaker control unit, the first and second short circuit simulation units, a comparison unit, the first input of which is connected to the output of the first short circuit model, the second input of the comparison unit is connected to the output of the second short circuit model.
По токам и напряжениям, соответствующим аварийному и нормальному (доаварийному) режимам, вычисляют аварийные составляющие, которые, согласно принципу наложения [3], определяются, главным образом, видом и местом повреждения. Их использование позволяет отстроиться от влияния нагрузочного режима на расчет места повреждения.The currents and voltages corresponding to the emergency and normal (pre-emergency) modes are used to calculate the emergency components, which, according to the superposition principle [3], are determined mainly by the type and location of damage. Their use makes it possible to tune out the influence of the load mode on the calculation of the place of damage.
На основе аварийных составляющих с помощью двух моделей защищаемой линии электропередачи определяют реактивные мощности предполагаемых (расчетных) цепей короткого замыкания при повреждении в начале и в конце защищаемой линии, соответственно. Предположив, что сопротивление в месте повреждения имеет активный (резистивный) характер, считают повреждение внутренним (на защищаемой линии), когда знаки двух полученных значений реактивной мощности различны.On the basis of the emergency components, using two models of the protected power transmission line, the reactive powers of the prospective (calculated) short-circuit circuits are determined in case of damage at the beginning and at the end of the protected line, respectively. Assuming that the resistance at the fault site has an active (resistive) character, the damage is considered internal (on the protected line) when the signs of the two reactive power values obtained are different.
Недостаток известного решения заключается в том, что оно позволяет выявить лишь факт повреждения защищаемой линии электропередачи, но не обеспечивает зависимость времени срабатывания дистанционной защиты от удаленности места короткого замыкания.The disadvantage of the known solution lies in the fact that it allows to reveal only the fact of damage to the protected power line, but does not ensure the dependence of the response time of the distance protection on the remoteness of the short circuit.
Целью предложенной полезной модели является создание устройства, реализующего дистанционный принцип защиты более полно и более точно.The purpose of the proposed utility model is to create a device that implements the distance protection principle more fully and more accurately.
Указанная цель достигается тем, что устройство дистанционной защиты, содержащее датчики тока и напряжения, блок управления выключателем, первый и второй блоки моделирования короткого замыкания, блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом первой модели короткого замыкания, второй вход блока сравнения соединен с выходом второй модели короткого замыкания, дополнительно снабжено блоком регистрации, дистанционным органом, блоком отсчета выдержки времени и индикатором, первый вход блока регистрации соединен с выходом датчика тока, второй вход блока регистрации соединен с выходом датчика напряжения, выход блока регистрации соединен с входами первого и второго блоков моделирования короткого замыкания, вход дистанционного органа соединен с выходом блока сравнения, первый выход дистанционного органа подключен к входу блока отсчета выдержки времени, второй выход подключен к входу блока индикации, выход блока отсчета выдержки времени подключен к входу блока управления выключателем.This goal is achieved by the fact that a distance protection device containing current and voltage sensors, a circuit breaker control unit, the first and second short circuit simulation units, a comparison unit, the first input of which is connected to the output of the first short circuit model, the second input of the comparison unit is connected to the output of the second short circuit model, additionally equipped with a recording unit, a remote control, a time delay counting unit and an indicator, the first input of the recording unit is connected to the output of the current sensor, the second input of the recording unit is connected to the output of the voltage sensor, the output of the recording unit is connected to the inputs of the first and second simulation units short circuit, the input of the remote organ is connected to the output of the comparison unit, the first output of the remote organ is connected to the input of the timing unit, the second output is connected to the input of the display unit, the output of the timing unit is connected to the input of the circuit breaker control unit.
Сопоставительный анализ заявляемого устройства с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение обладает новизной в части блоков регистрации, отсчета выдержки времени и индикации, а также связей между ними. Это позволяет установить его соответствие критерию «новизна».Comparative analysis of the claimed device with the prototype shows that the claimed technical solution has novelty in terms of registration units, timing and indication, as well as connections between them. This allows you to establish its compliance with the "novelty" criterion.
Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями в данной области техники показывает, что в заявленном решении используется прямое измерение удаленности места повреждения, а не косвенный признак - попадание вектора сопротивления в заранее сформированную зону (область характеристики срабатывания). Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого устройства критерию «существенные отличия».Comparison of the proposed solution with other technical solutions in this field of technology shows that the claimed solution uses a direct measurement of the distance of the damage site, and not an indirect sign - the resistance vector hits a pre-formed zone (area of response characteristics). This allows us to conclude that the proposed device meets the criterion of "significant differences".
На фиг. 1 представлена структурная схема предложенного устройства дистанционной защиты.FIG. 1 shows a block diagram of the proposed distance protection device.
Схема содержит: изображение контролируемой линии электропередачи, датчик 1 тока и датчик 2 напряжения, блок 3 регистрации, блоки 4 и 5 моделирования короткого замыкания, блок 6 сравнения, дистанционный орган 7, блок 8 отсчета времени, блок 9 индикации, блок 10 управления выключателем.The diagram contains: an image of the monitored power line,
На фиг. 2 представлена диаграмма реактивной мощности Q(x), определяемой по аварийным составляющим при повреждениях в начале и в конце защищаемой линии.FIG. 2 shows a diagram of reactive power Q (x), determined by the emergency components in case of faults at the beginning and at the end of the protected line.
На диаграмме отмечены точки Н и К, которые соответствуют результатам преобразований, выполняемых в блоках 4 и 5 моделирования короткого замыкания, и точка пересечения отрезка [Н, К] с осью абсцисс, соответствующая координате места повреждения.The points H and K are marked on the diagram, which correspond to the results of the transformations performed in
Устройство дистанционной защиты (фиг. 1) работает следующим образом. Сигналы с датчика 1 тока и датчика 2 напряжения поступают в блок 3 регистрации, который осуществляет непрерывную запись и хранение измеренных значений. При возникновении короткого замыкания в произвольной точке К линии электропередачи блок 3 регистрации выявляет начало переходного процесса и на основании имеющейся информации об измеренных величинах формирует два набора значений токов и напряжений, которые соответствуют нормальному и аварийному режимам работы сети. Вычисляется третий набор - аварийные составляющие токов и напряжений. Также блок 3 регистрации определяет вид повреждения.Distance protection device (Fig. 1) works as follows. The signals from the
Полученные наборы токов и напряжений поступают на входы блоков 4 и 5 моделирования короткого замыкания. Модель, заложенная в них, формируется на базе решения дифференциальных уравнений, описывающих защищаемую линию. Данные блоки осуществляют математический пересчет наблюдаемых величин в ток ветви повреждения (Iƒ) и напряжение в точке повреждения (Uƒ), исходя из предположения, что короткое замыкание, тип которого соответствует тому, что было определено блоком 3 регистрации, возникло в начале (точка Кн) и конце (точка Кк, удаленная на расстояние l от места установки устройства) линии электропередачи, соответственно. По ним рассчитывают реактивные мощности ветвей повреждения в начале (Qн) и конце (Qк) линии. При этом каждому виду замыкания соответствует свое расчетное выражение, которое в случае трехфазного замыкания будет иметь следующий вид:The resulting sets of currents and voltages are fed to the inputs of
Знаки полученных значений реактивной мощности сравниваются в блоке 6 сравнения, и в случае их отличия величины Qн и Qк преобразуется, согласно фиг. 2, в расстояние до места короткого замыкания (хƒ) по следующему выражению:The signs of the obtained reactive power values are compared in the
Полученная координата блоком 9 индикации отображается на экране устройства, а также поступает на вход дистанционного органа 7, где сравнивается с длиной защищаемой зоны lс.з. Результат сравнения передается на вход блока 8 отсчета выдержки времени. В зависимости от удаленности повреждения от места установки устройства блок 8 отсчета выдержки времени вносит соответствующую задержку на выдачу команды отключения на блок 10 управления выключателем.The obtained coordinate by the
Экспериментальные исследования заявляемого устройства дистанционной защиты показали, что по сравнению с прототипом заявляемое устройство осуществляет вычисление расстояния до места повреждения и обеспечивает зависимость времени срабатывания защиты от удаленности повреждения.Experimental studies of the inventive distance protection device have shown that, in comparison with the prototype, the inventive device calculates the distance to the damage site and provides the dependence of the protection response time on the damage distance.
Использование прямой оценки удаленности места повреждения позволяет повысить точность дистанционной защиты, а реализация зависимой выдержки времени - степень ее селективности.The use of a direct assessment of the distance of the damage site allows increasing the accuracy of distance protection, and the implementation of dependent time delay - the degree of its selectivity.
Источники информации:Information sources:
1. Чернобровов Н.В. Релейная защита. М.: Энергия, 1974. - 680 с.1. Chernobrovov N.V. Relay protection. Moscow: Energiya, 1974 .-- 680 p.
2. Лямец Ю.Я., Антонов В.И., Нудельман Г.С., Ахметзянов С.Х. Патент на изобретение №1775787 Российской Федерации, Н02Н 3/40. Способ дистанционной защиты линии электропередачи. Опубл. 15.11.1992, Бюл. №42 (прототип).2. Lamets Yu.Ya., Antonov V.I., Nudelman GS, Akhmetzyanov S.Kh. Patent for invention No. 1775787 of the Russian Federation,
3. Основы теории цепей: Учеб. для вузов / Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В., Страхов С.В. - 5 е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1989.3. Fundamentals of circuit theory: Textbook. for universities / Zeveke G.V., Ionkin P.A., Netushil A.V., Strakhov S.V. - 5th ed., Rev. - M .: Energoatomizdat, 1989.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020137512U RU203930U1 (en) | 2020-11-16 | 2020-11-16 | Distance protection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020137512U RU203930U1 (en) | 2020-11-16 | 2020-11-16 | Distance protection device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU203930U1 true RU203930U1 (en) | 2021-04-28 |
Family
ID=75851137
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020137512U RU203930U1 (en) | 2020-11-16 | 2020-11-16 | Distance protection device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU203930U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2821418C1 (en) * | 2023-12-01 | 2024-06-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II" | Device for remote protection of power transmission lines in network with distributed generation |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2399136C1 (en) * | 2009-08-13 | 2010-09-10 | Открытое Акционерное Общество "Проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт по проектированию энергетических систем и электрических сетей" ОАО "Институт "ЭНЕРГОСЕТЬПРОЕКТ" | Method for disconnection of short circuit in high-voltage ac circuit |
EP2474076B1 (en) * | 2009-08-31 | 2015-06-17 | ABB Research Ltd. | A method of fault phase selection and fault type determination |
RU2622895C2 (en) * | 2015-08-27 | 2017-06-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" | Electricity transmission line distance protection method |
RU2729197C1 (en) * | 2020-03-25 | 2020-08-05 | Общество с ограниченной ответственностью "НПП Бреслер" (ООО "НПП Бреслер") | Method of remote protection and device for its implementation |
-
2020
- 2020-11-16 RU RU2020137512U patent/RU203930U1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2399136C1 (en) * | 2009-08-13 | 2010-09-10 | Открытое Акционерное Общество "Проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт по проектированию энергетических систем и электрических сетей" ОАО "Институт "ЭНЕРГОСЕТЬПРОЕКТ" | Method for disconnection of short circuit in high-voltage ac circuit |
EP2474076B1 (en) * | 2009-08-31 | 2015-06-17 | ABB Research Ltd. | A method of fault phase selection and fault type determination |
RU2622895C2 (en) * | 2015-08-27 | 2017-06-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" | Electricity transmission line distance protection method |
RU2729197C1 (en) * | 2020-03-25 | 2020-08-05 | Общество с ограниченной ответственностью "НПП Бреслер" (ООО "НПП Бреслер") | Method of remote protection and device for its implementation |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2821418C1 (en) * | 2023-12-01 | 2024-06-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II" | Device for remote protection of power transmission lines in network with distributed generation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Dutta et al. | Transmission-line fault analysis using synchronized sampling | |
EP1408595B1 (en) | Determining parameters of an equivalent circuit representing a transmission section of an electrical network | |
Fernandez | An impedance-based CT saturation detection algorithm for busbar differential protection | |
Resmi et al. | Detection, classification and zone location of fault in transmission line using artificial neural network | |
Fentie | Understanding the dynamic mho distance characteristic | |
CN111141995B (en) | Line double-end steady-state distance measuring method and system based on amplitude comparison principle | |
RU2492493C2 (en) | Method of determining point of fault of multi-wire electric power network with two-way observation | |
CN111937264A (en) | Method and apparatus for protection in a multi-terminal power transmission system | |
JP4480647B2 (en) | Power system step-out prediction device | |
RU203930U1 (en) | Distance protection device | |
Camarillo-Peñaranda et al. | Hardware-in-the-loop testing of a distance protection relay | |
RU2505825C2 (en) | Method of determining points of double short-circuit in multiwire power grid | |
Orlowska-Kowalska et al. | Rotor fault analysis in the sensorless field oriented controlled induction motor drive | |
KR20180008987A (en) | Apparatus and method for discriminating fault in gas insulated switchgear system | |
Zhang et al. | Real-time transformer parameter estimation using terminal measurements | |
RU2594361C1 (en) | Method for relay protection of a power facility | |
CN105261202A (en) | Transmission delay measurement method based on B spline interpolation wavelet singularity detection | |
KR102667292B1 (en) | Method and apparatus for estimating network topology and voltage states of a distribution system | |
CN107748304B (en) | Multifunctional distribution network neutral point grounding device field calibration method and instrument | |
Abdlrahem et al. | Modelling of numerical distance relays using MATLAB | |
JP5198537B2 (en) | Ground fault accident phase detection device and ground fault phase detection method | |
JP2892667B2 (en) | Simulated transmission line test equipment | |
RU2782962C1 (en) | Method for determining the location of damage to a cable electric line | |
CN107968387A (en) | Means of relay controlling and system based on impedance plane analysis positive sequence polarization voltage | |
Villamizar et al. | From Virtual Relays to Hybrid Twin Using Low Cost Hardware-Software Platform |